JP6519451B2 - エアバッグ装置 - Google Patents

Description

本発明は、エアバッグ装置に関する。

下記特許文献１には、乗員の体格や乗員とエアバッグとの距離に応じてエアバッグの展開圧力を制御したエアバッグ装置が開示されている。

特開２００１−２７８００２号公報

しかしながら、上記特許文献１には、エアバッグの展開のタイミング、すなわち、エアバッグ内にガスが供給されるタイミングを乗員とエアバッグとの距離に応じて変更する点については記載されていない。

本発明は上記事実を考慮し、エアバッグ内にガスが供給されるタイミングを乗員とエアバッグとの距離に応じて変更することができるエアバッグ装置を得ることが目的である。

請求項１記載のエアバッグ装置は、作動されることでガスを発生するガス発生装置と、車両のシートに着座した乗員の前方側に配置され、前記ガス発生装置により発生されたガスが内部に供給されることで格納状態から展開状態に膨張されるエアバッグと、前記乗員と展開完了状態の前記エアバッグの拘束面との距離を検出する距離検出部と、前記距離検出部により検出された距離が所定の距離以下の場合に、前記検出された距離が該所定の距離を超える場合よりも早いタイミングで前記ガス発生装置を作動させる作動装置と、を備え、前記作動装置は、前記乗員から前記シートに入力される荷重を検出する荷重センサによって検出された荷重が所定の荷重以下の場合に、前記検出された荷重が該所定の荷重を超える場合よりも早いタイミングで前記ガス発生装置を作動させる。

請求項１記載のエアバッグ装置によれば、作動装置によってガス発生装置が作動されると、ガス発生装置がガスを発生させる。そして、ガス発生装置によって発生されたガスがエアバッグの内部に供給されることで、エアバッグが格納状態から展開状態に膨張される。すなわち、エアバッグが車両のシートに着座した乗員の前方側で膨張される。

ここで、請求項１記載のエアバッグ装置では、車両のシートに着座した乗員と展開完了状態のエアバッグの拘束面との距離（以下単に「乗員／エアバッグ間距離」という）が距離検出部によって検出される。そして、乗員／エアバッグ間距離が、所定の距離以下の場合においては、該所定の距離を超える場合よりも早いタイミングでガス発生装置が作動される。これにより、乗員／エアバッグ間距離が所定の距離以下の場合において、エアバッグを早期に膨張させることができる。すなわち、乗員がエアバッグの近くに着座している際に、エアバッグを早期に膨張させることができる。
また、請求項１記載のエアバッグ装置によれば、荷重センサによって検出された荷重が所定の荷重以下の場合に、当該所定の荷重を超える場合よりも早いタイミングで、ガス発生装置が作動される。これにより、乗員からシートに入力される荷重が所定の荷重以下の場合に、すなわち、シートに着座した乗員が所定の体重以下の場合に、エアバッグを早期に膨張させることができる。

請求項２記載のエアバッグ装置は、請求項１記載のエアバッグ装置において、前記作動装置は、前記車両に設けられた衝突予知装置によって該車両が衝突することが不可避であると判断された場合に通常時よりも早いタイミングで前記ガス発生装置を作動させる。

請求項２記載のエアバッグ装置によれば、衝突予知装置によって、車両が衝突することが不可避であると判断された場合においては、通常時よりも早いタイミングで、ガス発生装置が作動される。これにより、車両が衝突することが不可避であると判断された場合に、エアバッグを早期に膨張させることができる。

請求項３記載のエアバッグ装置は、請求項１又は請求項２記載のエアバッグ装置において、前記距離検出部は、前記シートの車両前後方向の位置を検出するシートポジションセンサと、前記シートポジションセンサにより検出された前記シートの位置に基づいて前記乗員と展開完了状態の前記エアバッグの拘束面との距離を算出する算出部と、を含んで構成されている。

請求項３記載のエアバッグ装置によれば、シートポジションセンサにより検出されたシートの位置に基づいて、算出部が乗員と展開完了状態のエアバッグの拘束面との距離を算出する。これにより、乗員／エアバッグ間距離を容易に検出することができる。

本発明に係るエアバッグ装置は、エアバッグ内にガスが供給されるタイミングを乗員とエアバッグとの距離に応じて変更することができる、という優れた効果を有する。

本実施形態のエアバッグ装置を備えたキャビンを示す側面図である。 図１に記載されたエアバッグ装置を備えた車両が衝突試験用のバリアに向けて走行している状態を模式的に示す側面図である。 ガス発生装置を作動させる方法を説明するためのフローチャートである。 体格や衝突形態の差異による衝突開始からエアバッグによる乗員の拘束終了までの時間の差異を説明するための説明図である。

（第１実施形態）
図１〜図４を用いて本発明の第１実施形態に係るエアバッグ装置について説明する。なお、図中に示す矢印ＦＲ、矢印ＵＰは、車両の前方向（進行方向）、上方向をそれぞれ示している。また以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向（車幅方向）の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。

図１に示されるように、本実施形態のエアバッグ装置１０は、ステアリングホイール１２の中央部に設けられたホイールパッド内に折り畳まれた状態で格納されたエアバッグ１４と、エアバッグ１４内にガスを供給するガス発生装置１６と、を備えている。また、エアバッグ装置１０は、シート１８の前後位置を検出する距離検出部としてのシートポジションセンサ２０と、車両２２（図２参照）の衝突（前突）が検出された際にガス発生装置１６を作動させる作動装置、距離検出部及び算出部としてのエアバッグＥＣＵ２４と、を備えている。

エアバッグ１４は、ガス発生装置１６のガスが流入される部分が開放された袋状に形成されている。なお、エアバッグ１４が所定の形状に折り畳まれて、ステアリングホイール１２の中央部のホイールパッド内に格納された状態を「格納状態」というものとし、エアバッグ１４が所定の形状に膨張された状態を「展開完了状態」というものとする。

ガス発生装置１６は、ガス発生剤と当該ガス発生剤に着火する着火機構とを含んで構成されている。ガス発生剤が着火されることで高圧のガスを瞬時に発生させることが可能となっている。そして、ガス発生装置１６により発生された高圧のガスがエアバッグ１４の内部に供給されることで、エアバッグ１４がステアリングホイール１２と乗員Ｐとの間において格納状態から展開完了状態に膨張される。

シートポジションセンサ２０は一例として抵抗式のセンサであり、このシートポジションセンサ２０は、シート１８を前後方向にスライド可能に支持するシートレール２６に接続されている。そして、シート１８が前後方向にスライドされることで、シートポジションセンサ２０の抵抗値が変化するようになっている。この抵抗値とシート１８の前後方向の位置とを対応させることで、シート１８の前後方向の位置を検出することが可能となっている。また、エアバッグＥＣＵ２４は、シートポジションセンサ２０によって検出されたシート１８の前後方向の位置に基づいて、乗員Ｐ（頭部）と展開完了状態のエアバッグ１４の拘束面１４Ａとの距離（以下単に「乗員／エアバッグ間距離Ｌ」という）を算出する。なお、エアバッグＥＣＵ２４は、シート１８の前後方向の位置に対応する乗員の体形を仮定して、乗員／エアバッグ間距離Ｌを算出している。また、抵抗式のセンサ以外のセンサによってシート１８の位置を検出してもよい。

エアバッグＥＣＵ２４は、車両の前突が検出された際にガス発生装置１６を作動させる。具体的には、エアバッグＥＣＵ２４には、加速度センサ３０及び車速センサ３２が接続されている。そして、エアバッグＥＣＵ２４は、加速度センサ３０及び車速センサ３２から入力された信号に基づいて衝突のレベルを判定する。そしてさらに、エアバッグＥＣＵ２４が、エアバッグ１４を膨張させる必要があると判定すると、エアバッグＥＣＵ２４がガス発生装置１６を作動させる（ガス発生装置１６の着火機構に通電がなされる）。なお、本実施形態では、車速センサ３２によって検出された車両２２の速度が所定の速度以上の場合で、かつ加速度センサ３０によって検出される加速度の積算値（加速度を時間で積分することによって得られた値）が所定の閾値を超えた場合に、エアバッグＥＣＵ２４がガス発生装置１６を作動させるようになっている。なお、本実施形態では、加速度センサ３０によって検出される加速度の積算値の閾値として「通常閾値」と当該通常閾値よりも小さな値である「敏感閾値」を有している。そして、「通常閾値（第１閾値）」と「敏感閾値（第２閾値）」とが切替えられることで、衝突時におけるガス発生装置１６の作動タイミングが切替えられるようになっている。これにより、「敏感閾値」が選択されている場合においては「通常閾値」が選択されている場合に比べて、ガス発生装置１６の作動タイミングが早期化される。

具体的には、シートポジションセンサ２０及びエアバッグＥＣＵ２４により検出された乗員／エアバッグ間距離Ｌが所定の距離以下の場合には、「敏感閾値」が選択され、当該所定の距離を超える場合には「通常閾値」が選択される。なお、上記所定の距離は、衝突試験用のＡＦ０５のダミー（米国成人女性の中でも小柄な体形のダミー）が衝突試験で定められた姿勢及び位置に設定されたシート１８に着座した際の乗員／エアバッグ間距離Ｌである。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図１及び図２に示されるように、乗員Ｐがシート１８に着座して、シート１８を前後方向にスライドさせることにより着座位置を変更する。また、乗員Ｐが車両２２を運転している際に、当該車両２２が所定の速度以上で障害物３４に衝突すると、エアバッグ１４が展開状態に瞬時に膨張される。これにより、前方側へ慣性移動された乗員Ｐの頭部がエアバッグ１４によって受け止められると共に、乗員Ｐの運動エネルギーがエアバッグ１４によって吸収される。なお、エアバッグ１４内のガスは、図示しないベントホールを介して徐々に排出されるようになっている。

ここで、本実施形態では、図３のフローチャートに示す手順で、エアバッグ１４内にガスを供給するガス発生装置１６の作動タイミングがエアバッグＥＣＵ２４によって切替えられる。具体的には、エアバッグＥＣＵ２４は、先ずステップＳ１において車両２２が衝突したか否かを判断する。なお、車両２２が衝突したか否かの判断は、加速度センサ３０によって検出された加速度に基づいて判断される。ステップＳ１において否定判断されると（車両２２が衝突していないと判断されると）、エアバッグＥＣＵ２４は、ガス発生装置１６を作動させるための閾値（加速度センサ３０によって検出される加速度の積算値の閾値）を「通常閾値」を選択した状態を維持する。

また、ステップＳ１において肯定判断されると（車両２２が衝突したと判断されると）、エアバッグＥＣＵ２４は、ステップＳ２において衝突のシビアリティを判断する。なお、衝突のシビアリティの判断は、車速センサ３２によって検出された車両２２の速度に基づいて判断される。すなわち、車両２２の速度が所定の速度を超える高速度である場合には、衝突のシビアリティが高いと判断され、車両２２の速度が所定の速度以下の低速度である場合には、衝突のシビアリティが低いと判断される。ステップＳ２において否定判断されると（衝突のシビアリティが低いと判断されると）、エアバッグＥＣＵ２４は、「通常閾値」を選択した状態を維持する。

さらに、ステップＳ２において肯定判断されると（衝突のシビアリティが高いと判断されると）、エアバッグＥＣＵ２４は、ステップＳ３において衝突形態を判断する。なお、衝突形態の判断は、加速度センサ３０によって検出された加速度の波形等に基づいて判断される。すなわち、加速度センサ３０によって検出される加速度（減速加速度）の波形の立ち上がりが急激である場合には、前面衝突（フルラップ衝突）であると判断され、加速度センサ３０によって検出される加速度の波形の立ち上がりが緩やかである場合には、前面衝突以外の衝突（一例として斜突等）であると判断される。ステップＳ３において否定判断されると（前面衝突以外の衝突であると判断されると）、エアバッグＥＣＵ２４は、「通常閾値」を選択した状態を維持する。

また、ステップＳ３において肯定判断されると（前面衝突であると判断されると）、エアバッグＥＣＵ２４は、ステップＳ４においてシート１８に着座した乗員Ｐの体格を判断する。なお、シート１８に着座した乗員Ｐの体格の判断は、シートポジションセンサ２０及びエアバッグＥＣＵ２４によって検出された乗員／エアバッグ間距離Ｌ（乗員Ｐの着座位置）に基づいて判断される。すなわち、乗員／エアバッグ間距離Ｌが所定の距離以下の場合には、シート１８に着座した乗員Ｐの体格が小柄であると判断され、乗員／エアバッグ間距離Ｌが所定の距離を超える場合には、シート１８に着座した乗員Ｐの体格が大柄であると判断される。そして、ステップＳ４において肯定判断（乗員Ｐの体格が小柄であると判断）されると、エアバッグＥＣＵ２４は、ガス発生装置１６を作動させるための閾値（加速度センサ３０によって検出される加速度の積算値の閾値）を「通常閾値」から「敏感閾値」に切り替える。そしてさらに、加速度センサ３０によって検出される加速度の積算値が「敏感閾値」に到達すると、エアバッグＥＣＵ２４がガス発生装置１６を作動させる。これにより、ガス発生装置１６によって発生されたガスがエアバッグ１４内に供給されて、エアバッグ１４が格納状態から展開状態に瞬時に膨張される。これに対して、ステップＳ４において否定判断（乗員Ｐの体格が大柄であると判断）されると、エアバッグＥＣＵ２４は、「通常閾値」を選択した状態を維持する。そして、加速度センサ３０によって検出される加速度の積算値が「通常閾値」に到達すると、エアバッグＥＣＵ２４がガス発生装置１６を作動させる。これにより、ガス発生装置１６によって発生されたガスがエアバッグ１４内に供給されて、エアバッグ１４が格納状態から展開状態に瞬時に膨張される。

以上説明したように、本実施形態のエアバッグ装置１０では、図４に示されるように、大柄な乗員Ｐに比べてステアリングホイール１２と近い位置に着座することが見込まれる小柄な乗員Ｐがシート１８に着座している場合において、エアバッグ１４内にガスを供給するガス発生装置１６を早期に作動させることができる。これにより、小柄な乗員Ｐを大柄な乗員Ｐに比べてエアバッグ１４によって早期に拘束することができる。なお、大柄な乗員Ｐとは、衝突試験用のＡＭ５０のダミー（米国の成人男性の平均的な体形のダミー）を含む大柄な体形の乗員のことである。また、符号Ｔ０は車両２２が障害物３４に衝突を開始した時刻であり、符号Ｔ１はガス発生装置１６が作動した時刻である。また、符号Ｔ２は乗員がエアバッグ１４によって拘束され始めた時刻（エアバッグ１４内のガスがベントホールを通じて排出され始める時刻）であり、符号Ｔ３はエアバッグ１４による乗員Ｐの拘束が終了した時刻である。

なお、図４の下段には、参考例として、車両２２が障害物３４に斜めに衝突（斜突）した場合や車両２２が障害物３４にオフセット衝突（ＯＤＢ衝突）した場合におけるガス発生装置１６が作動された時刻Ｔ１が示されている。この図に示されるように、当該衝突形態では、加速度センサ３０によって検出される加速度の波形の立ち上がりがフルラップ衝突に比べて緩やかである。そのため、加速度センサ３０によって検出される加速度の積算値が「通常閾値」に到達するまでの時間（Ｔ０〜Ｔ１までの時間）が、フルラップ衝突の場合に比べて長くなっている。

また、図１に示されるように、本実施形態では、シートポジションセンサ２０からエアバッグＥＣＵ２４に入力される信号に基づいて、「通常閾値」と「敏感閾値」とが切替えられるように構成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、シートポジションセンサ２０からエアバッグＥＣＵ２４に入力される信号に基づいてシート１８の前後位置を検出することに加えて、シート１８に設けられた荷重センサ３６からエアバッグＥＣＵ２４に入力される信号に基づいて「通常閾値」と「敏感閾値」とが切替えられるように構成することもできる。詳述すると、シート１８に着座した乗員Ｐから当該シート１８に入力される荷重を検出する荷重センサ３６によって検出された荷重が所定の荷重以下の場合には、「敏感閾値」が選択され、当該所定の荷重を超える場合には、「通常閾値」が選択される。なお、上記所定の荷重とは、衝突試験用のＡＦ０５のダミー（小柄女性の体形のダミー）と同体形の乗員Ｐが衝突試験で定められた姿勢等に設定されたシート１８に着座した際に荷重センサ３６によって検出される荷重である。また、荷重センサ３６は、シートクッション１８Ｂに設けられたシート状の圧力センサである。以上説明した構成では、２つのセンサ（シートポジションセンサ２０及び荷重センサ３６）からの信号に基づいて、シート１８に着座した乗員Ｐの体格を判断することができる。当該構成は、小柄な乗員Ｐがシート１８のポジションを後方側に配置させた状態で当該シート１８に着座することが考えられる助手席に適用する場合に有用である。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るエアバッグ装置１０について説明する。

図２に示されるように、本実施形態のエアバッグ装置１０は、車両２２に設けられた衝突予知装置３８からエアバッグＥＣＵ２４に入力される信号に基づいて「通常閾値」と「敏感閾値」とが切替えられることに特徴がある。

具体的には、衝突予知装置３８によって車両２２が衝突することが不可避であると判断された場合には、「敏感閾値」が選択され、車両２２が衝突することが不可避ではないと判断された場合（通常時）には、「通常閾値」が選択される。詳述すると、図２に示されるように、衝突予知装置３８は、衝突予知ＥＣＵ４０、ミリ波レーダー４２及びカメラ４４等を含んで構成されている。ミリ波レーダー４２は、車両２２の前端部（一例としてグリル等）に設けられている。このミリ波レーダー４２から車両前方側の障害物３４に電波を発信して当該障害物３４からの反射波を受信することで、車両２２から障害物３４までの距離及び車両２２と障害物３４との相対速度を測定することが可能となっている。また、カメラ４４は、車両２２のフロントウインドシールドガラスの内側（キャビン側）に設けられている。このカメラ４４は、車両前方側を撮影しており、このカメラ４４によって撮影された画像が解析されることで、車両２２の前方側の障害物３４の形状や大きさを測定することが可能となっている。そして、ミリ波レーダー４２及びカメラ４４から得られた情報に基づいて、衝突予知ＥＣＵ４０が、車両２２が障害物３４へ衝突することが不可避であると判断した場合に、衝突予知ＥＣＵ４０からエアバッグＥＣＵ２４に「通常閾値」から「敏感閾値」への切替信号が出力される。当該構成では、車両２２が衝突する前に、予め加速度センサ３０によって検出される加速度の積算値の閾値を「通常閾値」から「敏感閾値」へ変更することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ エアバッグ装置
１４ エアバッグ
１４Ａ 拘束面
１６ ガス発生装置
１８ シート
２０ シートポジションセンサ（距離検出部）
２２ 車両
２４ エアバッグＥＣＵ（作動装置、距離検出部及び算出部）
３６ 荷重センサ
３８ 衝突予知装置

Claims (3)

1. 作動されることでガスを発生するガス発生装置と、
   車両のシートに着座した乗員の前方側に配置され、前記ガス発生装置により発生されたガスが内部に供給されることで格納状態から展開状態に膨張されるエアバッグと、
   前記乗員と展開完了状態の前記エアバッグの拘束面との距離を検出する距離検出部と、
   前記距離検出部により検出された距離が所定の距離以下の場合に、前記検出された距離が該所定の距離を超える場合よりも早いタイミングで前記ガス発生装置を作動させる作動装置と、
   を備え、
   前記作動装置は、前記乗員から前記シートに入力される荷重を検出する荷重センサによって検出された荷重が所定の荷重以下の場合に、前記検出された荷重が該所定の荷重を超える場合よりも早いタイミングで前記ガス発生装置を作動させるエアバッグ装置。
2. 前記作動装置は、前記車両に設けられた衝突予知装置によって該車両が衝突することが不可避であると判断された場合に通常時よりも早いタイミングで前記ガス発生装置を作動させる請求項１記載のエアバッグ装置。
3. 前記距離検出部は、
   前記シートの車両前後方向の位置を検出するシートポジションセンサと、
   前記シートポジションセンサにより検出された前記シートの位置に基づいて前記乗員と展開完了状態の前記エアバッグの拘束面との距離を算出する算出部と、
   を含んで構成されている請求項１又は請求項２記載のエアバッグ装置。